Awọn oniwadi lati NTNU n tan ina lori awọn ohun elo oofa ni awọn iwọn kekere nipa ṣiṣẹda awọn fiimu pẹlu iranlọwọ ti diẹ ninu awọn egungun X-imọlẹ pupọju.
Erik Folven, oludari-alakoso ẹgbẹ ẹrọ itanna ohun elo afẹfẹ ni Ẹka ti Awọn Eto Itanna NTNU, ati awọn ẹlẹgbẹ lati NTNU ati Ile-ẹkọ giga Ghent ni Bẹljiọmu ṣeto lati rii bii awọn micromagneti fiimu tinrin ṣe yipada nigbati idamu nipasẹ aaye oofa ita.Iṣẹ naa, ti o ni owo nipasẹ NTNU Nano ati Igbimọ Iwadi ti Norway, ni a tẹjade ninu iwe akọọlẹ Iwadi Atunwo Ti ara.
Awọn oofa kekere
Einar Standal Digernes ṣe apẹrẹ awọn oofa onigun mẹrin ti a lo ninu awọn idanwo naa.
Awọn oofa onigun mẹrin, ti a ṣẹda nipasẹ NTNU Ph.D.oludije Einar Standal Digernes, jẹ awọn micrometers meji nikan ni fife ati pin si awọn agbegbe onigun mẹrin, ọkọọkan pẹlu iṣalaye oofa ti o yatọ ti o tọka si clockwise tabi ilodi si aago ni ayika awọn oofa.
Ni awọn ohun elo oofa kan, awọn ẹgbẹ ti o kere ju ti awọn ọta jọpọ si awọn agbegbe ti a pe ni awọn agbegbe, ninu eyiti gbogbo awọn elekitironi ni iṣalaye oofa kanna.
Ninu awọn oofa NTNU, awọn ibugbe wọnyi pade ni aaye aarin kan — mojuto vortex — nibiti akoko oofa naa tọka taara sinu tabi jade ninu ọkọ ofurufu ohun elo naa.
Folven sọ pe “Nigbati a ba lo aaye oofa, diẹ sii ati diẹ sii ti awọn ibugbe wọnyi yoo tọka si itọsọna kanna,” Folven sọ."Wọn le dagba ati pe wọn le dinku, lẹhinna wọn le dapọ si ara wọn."
Electrons fere ni iyara ti ina
Wipe eyi n ṣẹlẹ ko rọrun.Awọn oniwadi naa mu awọn micromagneti wọn lọ si synchrotron ti o ni iwọn donut ti o ni iwọn 80m, ti a mọ si BESSY II, ni ilu Berlin, nibiti awọn elekitironi ti wa ni iyara titi ti wọn yoo fi rin ni iyara ti ina.Awọn elekitironi ti o nyara ni kiakia lẹhinna njade awọn egungun X-ray ti o ni imọlẹ pupọju.
Folven sọ pe: “A mu awọn egungun X-ray wọnyi a si lo wọn bi ina ninu maikirosikopu wa.
Nitoripe awọn elekitironi rin irin-ajo ni ayika synchrotron ni awọn opo ti o ya sọtọ nipasẹ nanoseconds meji, awọn egungun X-ray ti wọn njade wa ni awọn itọsi gangan.
Mikirosikopu X-ray ti n ṣayẹwo, tabi STXM, gba awọn egungun X-ray wọnyẹn lati ṣẹda aworan ti eto oofa ohun elo naa.Nipa sisọ awọn fọto wọnyi papọ, awọn oniwadi le ṣẹda fiimu kan ni pataki ti n fihan bi micromagnet ṣe yipada ni akoko pupọ.
Pẹlu iranlọwọ ti awọn STXM, Folven ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ dojuru wọn micromagnets pẹlu kan pulse ti isiyi ti o ti ipilẹṣẹ a se aaye, o si ri awọn ibugbe yi apẹrẹ ati awọn vortex mojuto gbe lati aarin.
"O ni oofa kekere kan, lẹhinna o gbe e ki o gbiyanju lati ya aworan bi o ti n yanju lẹẹkansi," o sọ.Lẹhinna, wọn rii mojuto pada si aarin-ṣugbọn ni ọna yikaka, kii ṣe laini taara.
"O yoo ni irú ti ijó pada si aarin,"Wí Folven.
Ọkan isokuso ati awọn ti o ni lori
Iyẹn jẹ nitori pe wọn ṣe iwadi awọn ohun elo epitaxial, eyiti a ṣẹda lori oke ti sobusitireti ti o fun laaye awọn oniwadi lati tweak awọn ohun-ini ti ohun elo naa, ṣugbọn yoo di awọn egungun X-ray ni STXM kan.
Ṣiṣẹ ni NTNU NanoLab, awọn oniwadi yanju iṣoro sobusitireti naa nipa sinku micromagnet wọn labẹ Layer ti erogba lati daabobo awọn ohun-ini oofa rẹ.
Lẹhinna wọn farabalẹ ati ni deede ge awọn sobusitireti nisalẹ pẹlu tan ina idojukọ ti awọn ions gallium titi ti Layer tinrin pupọ nikan ni o ku.Ilana irora le gba wakati mẹjọ fun ayẹwo-ati ọkan isokuso le sọ ajalu.
“Ohun to ṣe pataki ni pe, ti o ba pa oofa, a kii yoo mọ pe ṣaaju ki a to joko ni Berlin,” o sọ.“Ẹtan naa ni, nitorinaa, lati mu apẹẹrẹ ju ọkan lọ.”
Lati fisiksi ipilẹ si awọn ẹrọ iwaju
A dupẹ pe o ṣiṣẹ, ati pe ẹgbẹ naa lo awọn ayẹwo ti a ti murasilẹ ni pẹkipẹki lati ṣe apẹrẹ bi awọn ibugbe micromagnet ṣe dagba ati dinku ni akoko pupọ.Wọn tun ṣẹda awọn iṣeṣiro kọnputa lati ni oye daradara kini awọn ipa ti o wa ni iṣẹ.
Paapaa ti ilọsiwaju imọ wa ti fisiksi ipilẹ, agbọye bi magnetism ṣe n ṣiṣẹ ni gigun wọnyi ati awọn iwọn akoko le ṣe iranlọwọ ni ṣiṣẹda awọn ẹrọ iwaju.
Iṣoofa ti wa ni lilo tẹlẹ fun ibi ipamọ data, ṣugbọn awọn oniwadi n wa awọn ọna lọwọlọwọ lati lo nilokulo rẹ siwaju sii.Awọn iṣalaye oofa ti mojuto vortex ati awọn ibugbe ti micromagnet, fun apẹẹrẹ, le ṣee lo lati fi koodu koodu pamọ ni irisi 0s ati 1s.
Awọn oniwadi n ṣe ifọkansi lati tun iṣẹ yii ṣe pẹlu awọn ohun elo anti-ferromagnetic, nibiti ipa apapọ ti awọn akoko oofa kọọkan ti fagile.Iwọnyi jẹ ileri nigbati o ba de si iširo-ni imọran, awọn ohun elo egboogi-ferromagnetic le ṣee lo lati ṣe awọn ẹrọ ti o nilo agbara kekere ati duro ni iduroṣinṣin paapaa nigbati agbara ba sọnu — ṣugbọn ẹtan pupọ lati ṣe iwadii nitori awọn ifihan agbara ti wọn gbejade yoo jẹ alailagbara pupọ. .
Pelu ipenija yẹn, Folven ni ireti."A ti bo ilẹ akọkọ nipa fifihan pe a le ṣe awọn ayẹwo ati ki o wo nipasẹ wọn pẹlu awọn egungun X," o sọ."Igbese ti o tẹle yoo jẹ lati rii boya a le ṣe awọn ayẹwo ti didara to ga julọ lati gba ifihan agbara to lati ohun elo anti-ferromagnetic.”
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-10-2021